高层建筑结构设计 第1章 绪论

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1、第1章绪论教学提示：本章介绍了高层建筑的范畴与主要特点；简要介绍了高层建筑的发展历史与现状以及发展过程中表现出来的主要特点，介绍了本课程的主要内容与学习方法。教学要求：本章要求学生掌握高层建筑的结构特点，了解高层建筑的发展概况及其发展过程中的主要特点1.1高层建筑结构特点1.1.1高层建筑定义理论上应按房屋的受力特性来划分，即按水平作用对建筑的影响程度来划分。《高层民用建筑设计防火规范》（GB50445－95）定义为：10层及10层以上的居住建筑以及建筑高度超过24米的公共建筑。《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）定

2、义为：10层及10层以上或房屋高度超过28米的建筑物（1.0.2条）。《高层民用建筑钢结构技术规程》（JGJ99－98）只规定其适用高度，对下限未作规定。（1.0.2条）《建筑抗震设计规范》（GB50011－2001）只规定了钢结构适用高度，但12层为一界限，体系与支撑要求不同。（8.1节）本课程以《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）的规定为依据。1.1.2高层建筑结构特点水平荷载成为决定性因素轴向变形不容忽视侧移成为控制指标结构延性是重要的设计指标体形要求重视概念设计扭转效应水平荷载成为决定性因素轴向变形不容忽视对

3、连续梁弯矩的影响未考虑柱的压缩变形考虑各柱差异压缩后的变形对连续梁弯矩的影响对预制件下料长度的影响对构件剪力和侧移的影响侧移成为控制指标结构在阵风作用下的振动加速度超过0.15g时，会影响使用人员的正常生活和工作，而a=A(2πf),当振动频率一定时，加速度a与振幅A成正比过大的侧移会使隔墙及饰面材料出现裂缝或损坏，使电梯因轨道变形不能正常使用过大的侧移使结构因P-Δ效应产生较大的附加应力，甚至因侧移与应力的恶性循环导致结构倒塌结构延性是重要的设计指标相对于低层建筑而言，高层建筑更柔一些，在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入

4、塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，避免倒塌，特别需要在构造上采取适当的措施，来保证结构具有足够的延性。体型要求选择抗风能力好的体形重视概念设计概念设计：对一些难以作出精确的力学分析或在规范中难以具体规定的问题，必须运用“概念”进行分析，作出判断，并采取相应的措施。“概念”包括一些力学概念，结构破坏机理的概念，以及由震害调查和试验现象等总结出的各种宏观的和具体的经验教训；“概念”应贯穿在方案确定和结构布置的过程中，在计算简图与计算结果的处理中，在确定薄弱部位和连接构造的处理中，等等。1.1.3高层建筑设计内容结构方案的选择与布置结构

5、分析与构件内力计算构件及节点的设计与构造措施1.2高层建筑的历史和现状1.2.1高层建筑发展的原因可缓解城市用地紧张的问题:国外资料介绍,9-10层的建筑比5层节约用地23-28%,16-17层比5层节约用地32-49%;前苏联资料介绍,5层的建筑增加到9层,其建筑密度可提高35%,小区市政设施费用可降低32%。科学技术的进步轻质高强材料的应用电气化、计算机在建筑中的广泛应用1.2.2高层建筑发展历史我国的许多寺，塔是古代多层和高层建筑的典型代表特点：木，砖结构，材料强度低空间很小，墙壁厚度大，空间受到限制但结构合理。嵩岳寺塔由北魏

6、在公元523年建于河南登封县境的嵩山南麓，总高41M左右，为砖砌单层筒体。千寻塔公元836年唐朝中叶的南诏国（即今云南）建于大理城北苍山崇圣寺，顶高71M。为16层密檐式方塔，砖砌单层筒体。坐落在西藏拉萨的布达拉宫是海拔最高，集宫殿，寺院，城堡和藏汉建筑风格于一体的宏伟建筑。最高点是达赖灵塔的金顶，相对高度为115.7M，海拔3756.5M。1.2.3高层建筑发展现状近代高层建筑的起点：1884年美国芝加哥建造的11层家庭保险公司大楼(HomeInsuranceBuilding)，采用生铁柱和熟铁梁构成的框架，外围砖墙仅是填充墙。始

7、用年代结构体系和特点1885砖墙，铸铁柱，钢梁1889钢框架1903钢筋混凝土框架20世纪初钢框架＋支撑二次世界大战后钢筋混凝土框架＋剪力墙，钢筋混凝土剪力墙，预制钢筋混凝土结构20世纪50年代钢框架＋钢筋混凝土核芯，钢骨钢筋混凝土结构筒20世纪60年代末和70年代初框筒，筒中筒，束筒，悬挂结构，偏心支撑和带缝剪力墙板框架20世纪80年代巨型结构，应力蒙皮结构，隔震结构20世纪80年代中期被动耗能结构，主动控制结构，混和控制结构近现代高层建筑结构体系的发展高层名称时间地点结构（材料）层数高度（M）备注家庭保险大楼1884－1885芝

8、加哥铸铁，钢，框架1155近代高层建筑之父帝国大厦1931纽约钢结构102381世界第一41年世贸中心双塔1972纽约钢结构110402“9.11”世界第一西尔斯大厦1973——1974芝加哥钢结构110443世界第一Nauki大楼七